DNA Encoding an HIV-1 Gag/Human Lysosome-Associated Membrane Protein-1 Chimera Elicits a Broad Cellular and Humoral Immune Response in Rhesus Macaques

Abstract

Previous studies of HIV-1 p55Gag immunization of mice have demonstrated the usefulness of targeting antigens to the cellular compartment containing the major histocompatibility complex type II (MHC II) complex molecules by use of a DNA antigen formulation encoding Gag as a chimera with the mouse lysosome-associated membrane protein (mLAMP/gag). In the present study, we have analyzed the magnitude and breadth of Gag-specific T-lymphocyte and antibody responses elicited in Rhesus macaques after immunization with DNA encoding a human LAMP/gag (hLAMP/gag) chimera. ELISPOT analyses indicated that the average Gag-specific IFN-γ response elicited by the hLAMP/gag chimera was detectable after only two or three naked DNA immunizations in all five immunized macaques and reached an average of 1000 spot-forming cells (SFC)/106 PBMCs. High IFN-γ ELISPOT responses were detected in CD8+-depleted cells, indicating that CD4+ T-cells play a major role in these responses. The T-cell responses of four of the macaques were also tested by use of ELISPOT to 12 overlapping 15-amino acids (aa) peptide pools containing ten peptides each, encompassing the complete Gag protein sequence. The two Mamu 08 immunized macaques responded to eight and twelve of the pools, the Mamu B01 to six, and the other macaque to five pools indicating that the hLAMP/gag DNA antigen formulation elicits a broad T-cell response against Gag. Additionally, there was a strong HIV-1-specific IgG response. The IgG antibody titers increased after each DNA injection, indicating a strong amnestic B-cell response, and were highly elevated in all the macaques after three immunizations. Moreover, the serum of each macaque recognized 13 of the 49 peptides of a 20-aa peptide library covering the complete Gag amino acid sequence. In addition, HIV-1-specific IgA antibodies were present in the plasma and external secretions, including nasal washes. These data support the findings of increased immunogenicity of genetic vaccines encoded as LAMP chimeras, including the response to DNA vaccines by non-human primates.

Dendritic cells primed with a chimeric plasmid containing HIV‐1‐ gag associated with lysosomal‐associated protein‐1 (LAMP/ gag ) is a potential therapeutic vaccine against HIV

“…We have demonstrated that association of HIV-1-p55gag (gag, group-specific antigen) with lysosomeassociated membrane protein (LAMP)-1, in the form of naked DNA vaccine (LAMP/gag vaccine) targeted Gag to major histocompatability complex (MHC) II compartments and elicited a diverse, prolonged, and more potent immune response, in mouse and primate experimental models, in comparison to native gag (gag N ) (30)(31)(32)(33)(34). Indeed, immunization with different gag-based DNA vaccines has been shown to induce specific immune response in experimental models (35); however, DNA alone has also shown low immunogenicity in human trials (36).…”

Imunogenicidade da vacina de DNA quimérica LAMP-1/p55Gag do HIV-1 no período neonatal e efeito da imunização materna na resposta vacinal da prole de camundongos.

“…A ativação de células T CD4+ por apresentação de antígenos através de moléculas de classe II do MHC é vital para a função de vacinas genéticas, como demonstrado em camundongos deficientes para moléculas de classe II do MHC ou depletados de células T CD4+ (Chan et al, 2001;Maecker et al 1998 (Chen et al, 2000;Rowell et al, 1995;Ruff et al, 1997). Alguns estudos foram realizados com vacinas quiméricas de DNA, constituídas pelo gene que codifica a LAMP-1, que direciona o tráfego do antígeno para os compartimentos de classe II do MHC, conjugado aos genes de microrganismos como do Plasmodium sp (Dobaño et al, 2007); vírus da dengue , do vírus do papiloma humano (Peng et al, 2005;Chen et al, 2000;Wu et al, 1995) e do HIV-1 (Rowell et al, 1995;Ruff et al, 1997;Marques et al, 2003;De Arruda et al, 2004;Chikhlikar et al, 2004;De Arruda et al, 2006;Chikhlikar et al, 2006).…”

“…Foi demonstrado que a depleção de células CD4+ estimuladas com p55Gag de camundongos adultos imunizados com LAMP/gag diminui a produção de IFN-γ (Marques et al, 2003). De Arruda et al (2006) demonstraram que a vacina LAMP/gag promove aumento na diversidade de epítopos que são reconhecidos pelas células T de camundongos imunizados com a vacina quimérica provavelmente devido ao direcionamento distinto que as proteínas LAMP/gag e Gag seguem no interior das células transfectadas (De Arruda et al, 2006). Ainda, foi observado que a vacina de DNA LAMP/gag aumenta o número de epítopos reconhecidos por células B por um provável aumento na produção da proteína que é produzida e/ou pela alteração da conformação da proteína Gag quando quimerizada com a LAMP-1 (De Arruda et al, 2006).…”

“…De Arruda et al (2006) demonstraram que a vacina LAMP/gag promove aumento na diversidade de epítopos que são reconhecidos pelas células T de camundongos imunizados com a vacina quimérica provavelmente devido ao direcionamento distinto que as proteínas LAMP/gag e Gag seguem no interior das células transfectadas (De Arruda et al, 2006). Ainda, foi observado que a vacina de DNA LAMP/gag aumenta o número de epítopos reconhecidos por células B por um provável aumento na produção da proteína que é produzida e/ou pela alteração da conformação da proteína Gag quando quimerizada com a LAMP-1 (De Arruda et al, 2006). Chikhlikar et al (2006) Os neonatos são mais suceptíveis a vários agentes infecciosos devido a imaturidade imunológica e pela ausência de experiência antigênica.…”

“…Ainda, foi observado que a vacina de DNA LAMP/gag aumenta o número de epítopos reconhecidos por células B por um provável aumento na produção da proteína que é produzida e/ou pela alteração da conformação da proteína Gag quando quimerizada com a LAMP-1 (De Arruda et al, 2006). Chikhlikar et al (2006) Os neonatos são mais suceptíveis a vários agentes infecciosos devido a imaturidade imunológica e pela ausência de experiência antigênica. As infecções virais ou bacterianas no trato respiratório e/ou intestinal representam um problema de saúde pública nos países em desenvolvimento (Siegrist, 2007).…”